RU2708191C2

RU2708191C2 - Piston internal combustion engine with variable stroke of piston and method for operation thereof

Info

Publication number: RU2708191C2
Application number: RU2015137520A
Authority: RU
Inventors: Миинь Цзэн ЯН; Хайлуат Д. ЯН
Original assignee: Ян Энджинз, Инк.
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2019-12-04
Also published as: KR20160028386A; CA2901049A1; RU2015137520A3; BR132015021561E2; JP2016053365A; RU2015137520A; CN105604695B; MX359143B; EP2995800A1; JP6813943B2; MX2015011587A; CN105604695A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: proposed piston internal combustion engine with variable stroke of piston, having engine shaft and piston, made with possibility of reciprocal movement in cylinder chamber, having axis, wherein each piston has a first piston part configured to move together with the second piston part or separately from the second piston part to determine piston strokes for different thermal modes of the engine, which comprises a device pivotally connected to the first piston part at the copying point, and an actuator connected to said device, and in which the actuator is configured to control the movement of the device to thereby substantially determine the linear movement of the copy point along the axis of the cylinder chamber.

EFFECT: invention relates to internal combustion engines.

19 cl, 5 dwg

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУCROSS REFERENCE TO A RELATED APPLICATION

Настоящая частично продолжающая заявка испрашивает преимущество приоритета, согласно 35 U.S.C. §120, на основании заявки на патент США номер 13/900,395, поданной 22 мая 2013 года, которая заявляет приоритет, согласно 35 U.S.C. §119(e), на основании предварительной заявки на патент США номер 61/649,933, поданной 22 мая 2012 года, которые все полностью включены здесь путем ссылки.This partially continuing application claims priority over 35 U.S.C. §120, based on U.S. Patent Application No. 13 / 900,395, filed May 22, 2013, which claims priority according to 35 U.S.C. §119 (e), based on provisional patent application US No. 61 / 649,933, filed May 22, 2012, which are all fully incorporated herein by reference.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, и в частности, к поршневым двигателям внутреннего сгорания. Более конкретно, настоящее изобретение относится к исполнительному элементу и устройству для двигателей внутреннего сгорания с переменным ходом поршня.The present invention relates to internal combustion engines, and in particular to reciprocating internal combustion engines. More specifically, the present invention relates to an actuator and apparatus for variable displacement internal combustion engines.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Двигатель внутреннего сгорания представляет собой двигатель, в котором осуществляется сгорание топлива с окислителем в камере сгорания, являющейся неотъемлемой частью контура циркуляции рабочей текучей среды. В двигателе внутреннего сгорания расширение имеющих высокую температуру и высокое давление газов, получаемых в результате сгорания, непосредственно воздействует на некоторые компоненты двигателя, типично поршень. Это воздействие перемещает компонент на некоторое расстояние, преобразуя химическую энергию в полезную механическую энергию.An internal combustion engine is an engine in which fuel is burned with an oxidizing agent in a combustion chamber, which is an integral part of the working fluid circulation loop. In an internal combustion engine, the expansion of high temperature and high pressure gases resulting from combustion directly affects some engine components, typically a piston. This effect moves the component a certain distance, converting chemical energy into useful mechanical energy.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Согласно одному аспекту, раскрытые варианты воплощения относятся к поршневому двигателю внутреннего сгорания с переменным ходом поршня, имеющему вал двигателя и поршень, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в камере цилиндра, имеющей ось, причем каждый поршень имеет первую часть поршня, выполненную с возможностью перемещения совместно со второй частью поршня или отдельно от второй части поршня, чтобы определять ходы поршня для разных тепловых режимов двигателя, причем двигатель включает в себя устройство, шарнирно соединенное с первой частью поршня в точке копирования, и исполнительный элемент, соединенный с упомянутым устройством, в котором исполнительный элемент выполнен с возможностью управлять перемещением устройства, чтобы тем самым определять по существу линейное перемещение точки копирования вдоль оси камеры цилиндра.According to one aspect, the disclosed embodiments relate to a reciprocating piston internal combustion engine having an engine shaft and a piston configured to reciprocate in a cylinder chamber having an axis, each piston having a first piston movable together with the second part of the piston or separately from the second part of the piston, to determine the strokes of the piston for different thermal conditions of the engine, and the engine includes a device, pivotally connected to the first part of the piston at the copying point, and an actuating element connected to said device, in which the actuating element is arranged to control the movement of the device to thereby determine a substantially linear movement of the copying point along the cylinder chamber axis.

Согласно другим аспектам, раскрытые здесь варианты воплощения относятся к способу работы поршневого двигателя внутреннего сгорания с переменным ходом поршня, имеющего вал двигателя и поршень, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в камере цилиндра, имеющей ось, причем каждый поршень имеет первую часть поршня, выполненную с возможностью перемещения совместно со второй частью поршня или отдельно от второй части поршня, чтобы определять ходы поршня для разных режимов двигателя, способ включает в себя обеспечение устройства, шарнирно соединенного с первой частью поршня в точке копирования, и исполнительного элемента, соединенного с устройством, и работу исполнительного элемента, чтобы управлять перемещением устройства и тем самым определять по существу линейное перемещение точки копирования вдоль оси камеры цилиндра.According to other aspects, embodiments disclosed herein relate to a method for operating a reciprocating reciprocating internal combustion engine having an engine shaft and a piston configured for reciprocating movement in a cylinder chamber having an axis, each piston having a first piston portion with the possibility of movement together with the second part of the piston or separately from the second part of the piston to determine the piston strokes for different engine modes, the method includes tion device is pivotally connected to the first part of the piston at the point of copying, and an actuator connected to the device, and the work actuator to control movement of the device and thereby determine the substantially linear movement up point along the cylinder axis of the chamber.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Изобретение иллюстрируется на прилагаемых чертежах.The invention is illustrated in the accompanying drawings.

Фиг. 1 иллюстрирует схематический вид направляющего устройства для поршневого механизма согласно варианту воплощения изобретения.FIG. 1 illustrates a schematic view of a guiding device for a piston mechanism according to an embodiment of the invention.

Фиг. 2 иллюстрирует вид в поперечном разрезе, перпендикулярно оси вращения коленчатого вала двигателя, имеющего направляющее устройство для поршневого механизма, показанное на фиг. 1, согласно варианту воплощения изобретения.FIG. 2 illustrates a cross-sectional view perpendicular to the axis of rotation of a crankshaft of an engine having a guiding device for the piston mechanism shown in FIG. 1, according to an embodiment of the invention.

Фиг. 3 - вид, иллюстрирующий линейный исполнительный механизм с криволинейным направляющим устройством, согласно варианту воплощения изобретения.FIG. 3 is a view illustrating a linear actuator with a curved guide device according to an embodiment of the invention.

Фиг. 4 и фиг. 5 - виды, иллюстрирующие линейный исполнительный механизм с пантографическим направляющим устройством, согласно варианту воплощения изобретения.FIG. 4 and FIG. 5 is a view illustrating a linear actuator with a pantographic guide device according to an embodiment of the invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Аспекты, признаки и преимущества одного или более приведенных здесь вариантов воплощения описываются подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которые подобные ссылочные позиции обозначают подобные элементы. Раскрытые здесь варианты воплощения обеспечивают устройство и направляющее средство, или направляющее устройство, встроенные в поршневой механизм двигателя внутреннего сгорания с дифференциальным или переменным ходом поршня, которые могут быть встроены или отдельно или в виде одного устройства. В некоторых вариантах воплощения устройство может быть названо как «устройство роботизированной руки» («роботизированное устройство»). В других вариантах воплощения устройство может быть названо как «исполнительное устройство». Роботизированное устройство может быть прикреплено к блоку цилиндров или в другом месте, и иметь на одном конце рычажный механизм в виде руки, который продолжается в направлении оси цилиндра, чтобы перемещать шток поршня части поршня (например, первой или внутренней части поршня) по существу линейно в продольном направлении вдоль оси цилиндра.Aspects, features and advantages of one or more of the embodiments described herein are described in detail with reference to the accompanying drawings, to which like reference numerals designate like elements. The embodiments disclosed herein provide a device and a guiding means, or a guiding device, integrated into the piston mechanism of an internal combustion engine with a differential or variable piston stroke, which can be integrated either separately or as a single device. In some embodiments, the device may be referred to as a “robotic arm device” (“robotic device”). In other embodiments, the device may be referred to as an “actuator”. The robotic device can be attached to the cylinder block or in another place, and have at one end a lever mechanism in the form of a hand, which extends in the direction of the axis of the cylinder to move the piston rod of the piston part (for example, the first or inner part of the piston) essentially linearly longitudinal direction along the axis of the cylinder.

Может быть предпочтительным, когда в реальном времени во время работы двигателя осуществляется непрерывная оптимизация комбинации четырех ходов поршня двигателя, в отношении перемещений и периодов, для обеспечения эффективности по топливу, мощности и эмиссии. Для этих целей может использоваться роботизированное устройство оптимизации, управляемое электронным блоком управления двигателя и имеющее роботизированную руку, которая продолжается в направлении оси цилиндра и непосредственно воздействует на шток поршня. Устройство роботизированной руки может быть соединено со штоком поршня, чтобы приводить в действие первую часть поршня. Роботизированное устройство может располагаться в стороне от камеры цилиндра и от подвижных частей поршневого механизма. Устройство роботизированной руки может быть выполнено с возможностью осуществлять многомерные перемещения, чтобы поддерживать линейное перемещение штока поршня и первой части поршня в продольном направлении вдоль оси цилиндра. В некоторых вариантах воплощения линейное роботизированное устройство или линейное исполнительное устройство, воздействующее на рычаг поршня, обеспечено для поддержания линейного перемещения штока поршня и первой части поршня в продольном направлении вдоль оси цилиндра.It may be preferable when in real time while the engine is running, the combination of the four strokes of the engine piston is continuously optimized for movements and periods to ensure fuel, power and emission efficiency. For these purposes, a robotic optimization device controlled by an electronic engine control unit and having a robotic arm that extends in the direction of the cylinder axis and directly acts on the piston rod can be used. The robotic arm device can be connected to the piston rod to actuate the first piston part. The robotic device may be located away from the cylinder chamber and from the moving parts of the piston mechanism. The device of the robotic arm can be configured to perform multidimensional movements in order to maintain linear movement of the piston rod and the first part of the piston in the longitudinal direction along the axis of the cylinder. In some embodiments, a linear robotic device or a linear actuator acting on a piston arm is provided to maintain linear movement of the piston rod and the first piston portion in the longitudinal direction along the cylinder axis.

На фиг. 1 показан схематический вид направляющего устройства для поршневого механизма согласно одному или более вариантам воплощения настоящего изобретения. Направляющее устройство (или механизм) 100 для поршневого механизма может быть встроено в поршневой механизм в двигателе внутреннего сгорания с дифференциальным ходом поршня, иллюстрируемом на фиг. 2. Здесь «поршневой механизм» может включать в себя поршень, звено рычага поршня и направляющее устройство, которые соединены вместе в один механизм и выполнены с возможностью работать в двигателе. Направляющее устройство также может быть названо здесь как «управляющее и направляющее устройство» или «управляющий рычажный механизм».In FIG. 1 is a schematic view of a guiding device for a piston mechanism according to one or more embodiments of the present invention. A guiding device (or mechanism) 100 for the piston mechanism may be integrated into the piston mechanism in an internal combustion engine with a differential piston stroke illustrated in FIG. 2. Here, the "piston mechanism" may include a piston, a link of the piston lever and a guiding device, which are connected together in one mechanism and are configured to operate in an engine. The guiding device may also be referred to herein as “control and guiding device” or “control lever mechanism”.

Двигатель внутреннего сгорания с дифференциальным ходом поршня типично включает в себя блок 210 цилиндров, имеющий одно или более отверстий 212 цилиндра, и внутреннюю часть 220 поршня, расположенную внутри каждого из одного или более отверстий 212 цилиндра. Внутренняя часть 220 поршня может находиться в скользящем контакте со стенкой 213 соответствующего отверстия цилиндра. Шток 230 поршня соединен на первом конце 232 с внутренней частью 220 поршня, и шарнирно соединен на втором конце 234 со звеном 110 рычага поршня. Шарнирное соединение может определять точку 102 копирования, описываемую более подробно ниже.The differential-stroke internal combustion engine typically includes a cylinder block 210 having one or more cylinder bores 212, and a piston interior 220 located within each of one or more cylinder bores 212. The inner part 220 of the piston may be in sliding contact with the wall 213 of the corresponding cylinder bore. The piston rod 230 is connected at the first end 232 to the inner part 220 of the piston, and pivotally connected at the second end 234 to the link 110 of the piston arm. The swivel may define a copy point 102, described in more detail below.

Направляющее устройство 100 включает в себя рычажный механизм (например, шарнирный четырехзвенник), содержащий часть 111 звена 110 рычага поршня, шарнирное звено 112, силовое звено 114 и звено 118 коромысла. В отношении определения положения шарнирного четырехзвенника, направляющее устройство 100 может быть шарнирно соединено с блоком 210 цилиндров в первом шарнирном соединении 120 первого конца шарнирного звена 112 и первого конца звена 118 коромысла. Шарнирное соединение определяет точку 104 крепления, описываемую более подробно ниже. Шарнирный четырехзвенник далее включает в себя второе шарнирное соединение 122 второго конца шарнирного звена 112 и первого конца части 111 звена 110 рычага поршня, третье шарнирное соединение 124 второго конца звена 118 коромысла и первого конца силового звена 114, и четвертое шарнирное соединение 126 второго конца силового звена 114 и второго конца части 111 звена 110 рычага поршня.The guide device 100 includes a linkage mechanism (e.g., a four-link articulated link) comprising a portion 111 of a piston arm link 110, an articulated link 112, a power link 114, and a rocker arm 118. With respect to determining the position of the articulated four link, the guide device 100 may be articulated to the cylinder block 210 in a first articulation 120 of the first end of the articulated link 112 and the first end of the rocker arm 118. The swivel defines the attachment point 104, described in more detail below. The articulated four-link further includes a second articulation 122 of the second end of the articulated link 112 and the first end of the portion 111 of the piston arm link 110, a third articulated joint 124 of the second end of the rocker arm 118 and the first end of the power link 114, and a fourth articulated joint 126 of the second end of the power link 114 and the second end of the part 111 of the link 110 of the piston arm.

Направляющий элемент или направляющий ролик 130 соединен (например, с возможностью вращения) с силовым звеном 114 в исходной точке (или оси) 106. Исходная точка 106 располагается на пересечении между силовым звеном 114 и воображаемой линией (обозначенной как линия 108), образованной между точкой 102 копирования и точкой 104 крепления. Направляющий ролик 130 может находиться в скользящем контакте или контакте качения с направляющим средством 240. В некоторых вариантах воплощения направляющее средство 240 может быть образовано за одно целое с блоком 210 цилиндров в виде структуры в этом блоке. Например, направляющее средство может быть образовано в виде канала, углубления или другой структуры в двигателе. В других вариантах воплощения направляющее средство 240 может быть жестко прикреплено к блоку 210 цилиндров. Как показано на чертежах, в некоторых вариантах воплощения направляющее средство 240 может быть линейным или по существу линейным. Направляющий ролик 130 перемещается внутри направляющего средства 240 таким образом, что направляющий ролик 130 и исходная точка 106 перемещаются вдоль направляющей оси 150 направляющего средства 240, которая параллельна оси 250 цилиндра 212. В некоторых вариантах воплощения направляющее средство может включать в себя пружинный элемент (не показан) любого типа, соединенный с упомянутым рычажным механизмом, действующий таким образом, чтобы центрировать и направлять упомянутую точку копирования по существу вдоль упомянутой оси камеры цилиндра.The guide element or guide roller 130 is connected (for example, rotatably) to the power link 114 at the starting point (or axis) 106. The starting point 106 is located at the intersection between the power link 114 and an imaginary line (indicated as line 108) formed between the point 102 copy and attachment point 104. The guide roller 130 may be in a sliding or rolling contact with the guide means 240. In some embodiments, the guide means 240 may be integrally formed with the cylinder block 210 as a structure in this block. For example, the guiding means may be formed as a channel, recess, or other structure in the engine. In other embodiments, the guide means 240 may be rigidly attached to the cylinder block 210. As shown in the drawings, in some embodiments, the guiding means 240 may be linear or substantially linear. The guide roller 130 moves inside the guide means 240 so that the guide roller 130 and the starting point 106 move along the guide axis 150 of the guide means 240, which is parallel to the axis 250 of the cylinder 212. In some embodiments, the guide means may include a spring element (not shown ) of any type connected to said linkage, acting so as to center and guide said copy point substantially along said axis of the cylinder chamber.

Шарнирный четырехзвенник направляющего устройства 100 может быть сконфигурирован таким образом, чтобы образовать пантографический механизм или устройство. Специалистам в этой области техники понятно, что пантографический механизм может быть образован из механических звеньев, соединенными в виде параллелограмма, так что перемещение одной точки механизма (например, исходная точка 106) ведет к соответствующим (и, возможно, в масштабе) перемещениям во второй точке механизма (например, точка 102 копирования).The articulated four-link guide device 100 may be configured to form a pantographic mechanism or device. It will be understood by those skilled in the art that the pantographic mechanism can be formed of mechanical links connected in the form of a parallelogram, so that moving one point of the mechanism (e.g., starting point 106) leads to corresponding (and possibly to scale) movements at the second point mechanism (e.g., copy point 102).

В некоторых вариантах воплощения масштабированное перемещение точки 102 копирования ограничивается вдоль оси 250 цилиндра перемещением исходной точки 106 вдоль направляющей оси 150. Пантографический механизм, образованный шарнирным четырехзвенником, который эффективно передает движение управляемым образом, используется для направления перемещения точки 102 копирования. Соответственно, в некоторых вариантах воплощения шарнирный четырехзвенник содержит пантографический механизм, который направляет звено 110 рычага поршня таким образом, что оно перемещается в шарнирном соединении со штоком 230 поршня (т.е., в точке 102 копирования) прямолинейно в продольном направлении вдоль оси 250 цилиндра. Другими словами, когда исходная точка 106 перемещается вдоль направляющей оси 150 линейной направляющей 240, точка 102 копирования перемещается линейно в продольном направлении вдоль оси 250 цилиндра 212.In some embodiments, the scaled movement of the copy point 102 is limited along the cylinder axis 250 by the movement of the starting point 106 along the guide axis 150. The pantographic mechanism formed by the articulated four-link mechanism, which effectively transfers the movement in a controlled manner, is used to guide the movement of the copy point 102. Accordingly, in some embodiments, the articulated four-link mechanism comprises a pantographic mechanism that guides the piston arm link 110 in such a way that it moves in articulation with the piston rod 230 (i.e., at copy point 102) linearly in the longitudinal direction along the cylinder axis 250 . In other words, when the starting point 106 moves along the axis axis 150 of the linear guide 240, the copy point 102 moves linearly in the longitudinal direction along the axis 250 of the cylinder 212.

Следует понимать, что другие направляющие элементы или средства могут также использоваться с шарнирным четырехзвенником направляющего устройства 100 в местах, имеющих функциональную связь с линейным перемещением точки 102 копирования. В качестве примера, направляющий элемент или направляющий ролик могут располагаться на звене 110 рычага поршня в соединении 126 с силовым звеном 114. В этом примере, криволинейный или нелинейный направляющий канал может направлять боковое перемещение звена 110 рычага поршня таким образом, что шарнирное соединение 102 между звеном 110 рычага поршня и штоком 230 поршня совершает линейные перемещения в продольном направлении, выровненные с осью 250 цилиндра, когда звено 110 рычага поршня совершает качательные движения, чтобы приводить в действие и совершать ход внутренней части 220 поршня.It should be understood that other guide elements or means can also be used with the articulated four link of the guide device 100 in places having a functional relationship with the linear movement of the copy point 102. As an example, the guide element or guide roller may be located on the piston arm link 110 in connection 126 with the power link 114. In this example, a curved or non-linear guide channel can direct lateral movement of the piston arm link 110 so that the swivel 102 between the link 110 of the piston arm and piston rod 230 linearly moves in the longitudinal direction aligned with the axis of the cylinder 250 when the piston arm link 110 makes oscillating movements to actuate the owl shat course of the inside of the piston 220.

В некоторых вариантах воплощения функциональная связь существует между конкретным местом в рычажном механизме и точкой 102 копирования. Например, функциональная связь может включать в себя перемещение конкретного места в рычажном механизме, и в результате этого соответствующее перемещение точки 102 копирования. Далее, функциональная связь может включать в себя перемещение конкретного места в рычажном механизме, линейное или нелинейное, и в результате этого линейное перемещение точки 102 копирования. В некоторых вариантах воплощения, конкретное место в рычажном механизме может включать в себя исходную точку 106. Соответственно, направляющий элемент или направляющий ролик 130 могут использоваться с шарнирным четырехзвенником в определенных местах, чтобы обеспечить линейное перемещение точки 102 копирования, что будет понятно специалистам в этой области техники.In some embodiments, a functional relationship exists between a particular location in the link mechanism and the copy point 102. For example, functional communication may include moving a specific location in the link mechanism, and as a result, corresponding movement of the copy point 102. Further, the functional relationship may include moving a specific location in the link mechanism, linear or non-linear, and as a result, linearly moving the copy point 102. In some embodiments, a particular location in the linkage mechanism may include a starting point 106. Accordingly, the guide element or guide roller 130 may be used with the articulated four link in certain places to allow linear movement of the copy point 102, as will be appreciated by those skilled in the art. technicians.

В некоторых вариантах воплощения может использоваться пружинное средство (не показано), расположенное или прикрепленное в любом месте в поршневом механизме. Например, пружинное средство может располагаться проксимально относительно шарнирного соединения 122 (второго конца шарнирного звена 112 и первого конца части 111 звена 110 рычага поршня) и может ограничивать или направлять боковое перемещение звена 110 рычага поршня. Под боковым перемещением понимается перемещение, которое по существу не выровнено с осью 250 цилиндра. Возможно использовать пружинное средство любого типа, что будет понятно специалистам в этой области техники. Далее, пружина может быть прикреплена на одном конце к блоку цилиндров, а на другом конце к поршневому механизму. В качестве альтернативы, пружина может быть прикреплена только к блоку цилиндров. Пружина может действовать таким образом, чтобы ограничивать или уменьшать боковое перемещение шарнирного звена 112 таким образом, что шток 230 поршня остается в допустимых пределах по существу выровненным с осью 250 цилиндра.In some embodiments, spring means (not shown) located or attached anywhere in the piston mechanism may be used. For example, the spring means may be proximal to the hinge 122 (second end of the hinge link 112 and the first end of the portion 111 of the piston arm link 110) and may limit or direct lateral movement of the piston arm link 110. By lateral displacement is meant displacement that is not substantially aligned with the axis 250 of the cylinder. It is possible to use a spring means of any type, which will be clear to experts in this field of technology. Further, the spring can be attached at one end to the cylinder block, and at the other end to the piston mechanism. Alternatively, the spring can only be attached to the cylinder block. The spring may act in such a way as to limit or reduce the lateral movement of the hinge link 112 so that the piston rod 230 remains within acceptable limits essentially aligned with the axis 250 of the cylinder.

На фиг. 2 показан вид в поперечном разрезе, перпендикулярно оси вращения коленчатого вала двигателя с дифференциальным ходом поршня, имеющего встроенное в него управляющее и направляющее устройство 100 согласно одному или более вариантам воплощения настоящего изобретения.In FIG. 2 is a cross-sectional view perpendicular to the axis of rotation of the engine crankshaft with differential piston stroke having a control and guide device 100 integrated therein according to one or more embodiments of the present invention.

Поршень с дифференциальным ходом перемещается внутри неподвижного цилиндра 212 между неподвижной головкой 16 цилиндра наверху и вращающимся коленчатым валом 18 внизу, обращаясь к ориентации двигателя, показанной на фиг. 2. Наполнением и освобождением цилиндра 212 управляют с помощью впускного клапана 17а и выпускного клапана 17b, соответственно. Горение инициируется с помощью свечи 20 зажигания (не используется в дизельных двигателях) в головке 16 цилиндра. Двигатель 210 выполнен с возможностью выполнять один полный цикл сгорания за один оборот двигателя.The differential stroke piston moves inside the stationary cylinder 212 between the stationary cylinder head 16 at the top and the rotating crankshaft 18 below, referring to the engine orientation shown in FIG. 2. The filling and releasing of the cylinder 212 is controlled by the inlet valve 17a and the outlet valve 17b, respectively. Burning is initiated using a spark plug 20 (not used in diesel engines) in the cylinder head 16. The engine 210 is configured to perform one complete combustion cycle per engine revolution.

Поршень с дифференциальным ходом имеет внутреннюю часть 220 поршня, которая закрывает и уплотняет камеру двигателя, и наружную часть 231 поршня, которая соединена с помощью шатуна 22 с коленчатым валом 18, а также служит в качестве носителя для внутренней части 220 поршня во время этапов цикла работы. Раскрытые здесь варианты воплощения обеспечивают, что внутренняя часть 220 поршня совершает четыре хода за цикл работы, а наружная часть 231 поршня совершает два хода за цикл работы. Во время этапов выпуска и впуска цикла работы, внутренняя часть 220 поршня и наружная часть 231 поршня приводятся в действие и управляются с помощью управляющего и направляющего устройства 100, описанного на фиг. 1. Как показано на чертежах, в некоторых вариантах воплощения, направляющее устройство 100 может располагаться снаружи относительно цилиндра и отверстия 212 цилиндра и в стороне относительно перемещений частей поршня и вала двигателя. При этом наружная часть 231 поршня продолжает перемещаться под управлением щеки 24 коленчатого вала и шатуна 22.The differential stroke piston has an inner part 220 of the piston that closes and seals the engine chamber, and an outer part 231 of the piston, which is connected by a connecting rod 22 to the crankshaft 18, and also serves as a carrier for the inner part 220 of the piston during the stages of the operation cycle . The embodiments disclosed herein provide that the inner part 220 of the piston makes four strokes per cycle of operation, and the outer part 231 of the piston makes two strokes per cycle of operation. During the stages of exhaustion and inlet of the operating cycle, the piston inner part 220 and piston outer part 231 are driven and controlled by the control and guide device 100 described in FIG. 1. As shown in the drawings, in some embodiments, the guide device 100 may be positioned externally with respect to the cylinder and cylinder bore 212 and away from the movements of the piston and engine shaft parts. While the outer part 231 of the piston continues to move under the control of the cheeks 24 of the crankshaft and connecting rod 22.

В некоторых вариантах воплощения может быть обеспечен исполнительный элемент (например, устройство роботизированной руки), выполненный с возможностью работать независимо от вала двигателя (например, коленчатого вала), чтобы определять или оптимизировать ходы поршня во время различных тепловых режимов двигателя и приспосабливать оптимальные комбинации хода поршня для изменяющихся параметров нагрузки во время работы двигателя. Исполнительный элемент может быть синхронизирован с другими компонентами двигателя, такими как соответствующий электронный или механический бескулачковый клапанный механизм, например система клапанного механизма, не имеющая кулачки и управляемая с помощью электронных средств. В других вариантах воплощения исполнительный элемент может содержать электромеханический исполнительный элемент, или любое устройство, которое выполняет электрические операции, используя подвижные части, или язычок исполнительного элемента, который перемещается по существу в линейном направлении. Электромеханическим исполнительным элементом может управлять электронный блок управления двигателя. В других вариантах воплощения управление исполнительным элементом может осуществляться посредством гидравлических, механических или электромеханических систем или компонентов.In some embodiments, an actuator (e.g., a robotic arm device) may be provided that is operable to operate independently of an engine shaft (e.g., a crankshaft) to determine or optimize piston strokes during various thermal conditions of the engine and to adapt optimal combinations of piston strokes for changing load parameters during engine operation. The actuator can be synchronized with other engine components, such as a corresponding electronic or mechanical camless valve mechanism, for example a valve mechanism system without cams and controlled by electronic means. In other embodiments, the actuator may comprise an electromechanical actuator, or any device that performs electrical operations using movable parts, or a tongue of the actuator that moves in a substantially linear direction. The electromechanical actuator can be controlled by an electronic engine control unit. In other embodiments, the actuator may be controlled by hydraulic, mechanical, or electromechanical systems or components.

В одном варианте воплощения обеспечен направляющий элемент рычага поршня, который перемещается в криволинейной направляющей и направляет перемещение рычага в соединении со штоком поршня таким образом, чтобы оно было линейным вдоль оси цилиндра, когда рычаг совершает качательное движение относительно оси шарнира. В других вариантах воплощения обеспечено линейное роботизированное устройство, которое воздействует на рычаг, используя пантографический принцип. Перемещение рычага поршня или роботизированной руки в соединении со штоком поршня является линейным в продольном направлении вдоль оси цилиндра, при этом перемещение от оси цилиндра является двумерным, и параллельно и перпендикулярно оси цилиндра.In one embodiment, a piston lever guide element is provided that moves in a curved guide and directs the movement of the lever in connection with the piston rod so that it is linear along the axis of the cylinder when the lever oscillates relative to the axis of the hinge. In other embodiments, a linear robotic device is provided that acts on a lever using a pantographic principle. The movement of the piston arm or the robotic arm in conjunction with the piston rod is linear in the longitudinal direction along the axis of the cylinder, while the movement from the axis of the cylinder is two-dimensional, and parallel and perpendicular to the axis of the cylinder.

На фиг. 3 иллюстрируется вариант воплощения линейного исполнительного механизма с криволинейным направляющим устройством. Показан поршень, содержащий две части, первую часть 220 поршня и вторую часть 222 поршня. Рычажный механизм представляет собой шарнирный трехзвенник, включающий в себя звено 111 рычага поршня, шарнирное звено 112 и силовое звено 114. Положение шарнирного трехзвенника определяют первое шарнирное соединение 120 (например, точка крепления), шарнирно соединенное с блоком 210 цилиндров и присоединяющее первый конец шарнирного звена 112, второе шарнирное соединение 122, соединяющее второй конец шарнирного звена 112 и первый конец звена 111 рычага поршня, третье шарнирное соединение 124, соединяющее линейный исполнительный элемент 240 и первый конец силового звена 114, и четвертое шарнирное соединение 126, соединяющего второй конец силового звена 114 и некоторое место на звене 111 рычага поршня. Язычок 240 линейного исполнительного элемента (размещенный в корпусе 242 исполнительного элемента) может быть шарнирно прикреплен к силовому звену 114 с помощью оси 124 шарнира. Направляющий элемент 130 располагается внутри криволинейного направляющего средства 340, образованного за одно целое с блоком 210 цилиндров или прикрепленного к блоку 210 цилиндров. Направляющий элемент 130 может быть присоединен с помощью оси 126 шарнира.In FIG. 3 illustrates an embodiment of a linear actuator with a curved guide device. Shows a piston containing two parts, the first part 220 of the piston and the second part 222 of the piston. The linkage mechanism is a three-link articulated link including a piston lever link 111, an articulated link 112 and a power link 114. The position of the articulated three link is determined by the first articulated joint 120 (for example, a mounting point) pivotally connected to the cylinder block 210 and connected to the first end of the articulated link 112, a second swivel 122 connecting the second end of the swivel link 112 and the first end of the piston arm link 111, the third swivel 124 connecting the linear actuator 240 and the first end a power link 114, and a fourth swivel 126 connecting the second end of the power link 114 and some place on the piston arm link 111. The tab 240 of the linear actuator (located in the housing 242 of the actuator) can be pivotally attached to the power link 114 using the axis 124 of the hinge. The guide element 130 is located inside the curved guide means 340 formed integrally with the cylinder block 210 or attached to the cylinder block 210. The guide member 130 may be attached using the hinge axis 126.

Когда первая часть 220 поршня осуществляет линейное перемещение в продольном направлении в цилиндре 212, шарнирное звено 112 совершает качательное движение по дугообразной траектории вокруг шарнирного соединения 120 на блоке 210 цилиндров в направлении к и от оси 250 цилиндра. Силовое звено 114 и направляющий элемент 130 совершают многомерное перемещение (т.е., криволинейное перемещение), чтобы компенсировать перемещение рычага поршня. Таким образом, язычок 240 линейного исполнительного элемента может управлять перемещением рычага 110, чтобы определять по существу линейное перемещение точки 102 копирования вдоль оси 250 цилиндра. Связь между криволинейным перемещением направляющего элемента 130 и линейным перемещением точки 102 копирования может коррелироваться и рассчитываться с помощью компьютера или электронного блока управления двигателя. Ось линейного исполнительного элемента не должна быть параллельна оси 250 цилиндра.When the first part 220 of the piston linearly moves in the longitudinal direction in the cylinder 212, the hinge link 112 swings in an arcuate path around the hinge 120 on the cylinder block 210 in the direction to and from the axis 250 of the cylinder. Power link 114 and guide member 130 perform multidimensional movement (i.e., curvilinear movement) to compensate for movement of the piston arm. Thus, the tab 240 of the linear actuator can control the movement of the lever 110 to determine the essentially linear movement of the point 102 of the copy along the axis 250 of the cylinder. The relationship between the curved movement of the guide member 130 and the linear movement of the copy point 102 can be correlated and calculated using a computer or an electronic engine control unit. The axis of the linear actuator must not be parallel to the axis 250 of the cylinder.

На фиг. 4 и фиг. 5 иллюстрируется вариант воплощения линейной связи, реализуемый с помощью линейного исполнительного механизма с пантографическим направляющим устройством. Пантограф включает в себя шарнирный четырехзвенник, образованный звеньями 111, 112, 114 и 118, причем звено рычага содержит звено 111 и его продолжение 110. Силовое звено 114 может иметь две части, образованные его разделением в соединении 106 с линейным исполнительным элементом. Прилагаемое усилие между соединениями 106 и 124 может быть больше, чем между 106 и 124. Менее нагруженная часть 106-124 может быть вставлена в язычок 240 линейного исполнительного элемента. Звено 118 также может быть легко нагруженным, и выполнено с возможностью обеспечивать направляющую функцию, и может быть выполнено соответственно более тонким для вставки в язычок исполнительного элемента. Функциональная связь между линейными перемещениями роботизированного исполнительного элемента и желаемыми перемещениями внутреннего поршня 220 может быть задана путем умножения на постоянный коэффициент. Ось язычка 240 линейного исполнительного элемента может быть параллельная оси 250 цилиндра.In FIG. 4 and FIG. 5 illustrates an embodiment of linear communication implemented using a linear actuator with a pantographic guide device. The pantograph includes an articulated four link formed by links 111, 112, 114 and 118, the link of the lever comprising a link 111 and its extension 110. The power link 114 may have two parts formed by its separation in connection 106 with a linear actuating element. The applied force between joints 106 and 124 may be greater than between 106 and 124. The less stressed portion 106-124 may be inserted into the tab 240 of the linear actuator. Link 118 may also be lightly loaded, and is configured to provide a guiding function, and may be suitably thinner for insertion into the tongue of the actuator. The functional relationship between the linear movements of the robotic actuator and the desired movements of the internal piston 220 can be specified by multiplying by a constant coefficient. The axis of the tongue 240 of the linear actuator may be parallel to the axis 250 of the cylinder.

В некоторых вариантах воплощения, поршневой двигатель внутреннего сгорания с переменным ходом поршня, имеющий вал двигателя и поршень, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в камере цилиндра, имеющей ось, причем каждый поршень имеет первую часть поршня, выполненную с возможностью перемещения совместно со второй частью поршня или отдельно от второй части поршня, чтобы определять ходы поршня для разных тепловых режимов двигателя, причем двигатель включает в себя устройство, шарнирно соединенное с первой частью поршня в точке копирования, и исполнительный элемент, соединенный с упомянутым устройством. Исполнительный элемент выполнен с возможностью управлять перемещением устройства, чтобы тем самым определять по существу линейное перемещение точки копирования вдоль оси камеры цилиндра. Устройство может быть присоединено к двигателю в точке крепления. Исполнительный элемент может содержать линейный исполнительный элемент. Устройство содержит шарнирный четырехзвенник, включающий в себя звено рычага поршня, шарнирное звено, силовое звено и звено коромысла. Положение шарнирного четырехзвенника определяют первое шарнирное соединение, шарнирно соединенное с двигателем и соединяющее первый конец шарнирного звена и первый конец звена коромысла, второе шарнирное соединение, соединяющее второй конец шарнирного звена и первый конец звена рычага поршня, третье шарнирное соединение, соединяющее второй конец звена коромысла и первый конец силового звена, и четвертое шарнирное соединение, соединяющее второй конец силового звена и некоторое место на звене рычага поршня. Шарнирный четырехзвенник образует параллелограмм, образующий пантограф, и соединение между исполнительным элементом и звеном располагается вдоль линии, образованной между точкой копирования и точкой крепления.In some embodiments, a variable displacement piston internal combustion engine having an engine shaft and a piston configured for reciprocating movement in a cylinder chamber having an axis, each piston having a first piston part movable with a second part piston or separately from the second part of the piston to determine the stroke of the piston for different thermal conditions of the engine, and the engine includes a device pivotally connected to the first part the piston at the copy point, and an actuator connected to the device. The actuating element is configured to control the movement of the device, thereby thereby determining a substantially linear movement of the copy point along the axis of the cylinder chamber. The device can be attached to the engine at the attachment point. The actuator may comprise a linear actuator. The device comprises a four-link hinge, including a piston lever link, a hinge link, a power link and a rocker arm. The position of the articulated four-link is determined by the first articulated joint pivotally connected to the engine and connecting the first end of the articulated link and the first end of the rocker arm link, the second articulated joint connecting the second end of the articulated arm and the first end of the piston arm link, the third articulated joint connecting the second end of the rocker arm and the first end of the power link, and the fourth swivel connecting the second end of the power link and some place on the link of the lever of the piston. The articulated four-link forms a parallelogram forming a pantograph, and the connection between the actuating element and the link is located along the line formed between the copy point and the attachment point.

Или устройство содержит шарнирный трехзвенник, включающий в себя звено рычага поршня, шарнирное звено и силовое звено. Положение шарнирного трехзвенника определяют первое шарнирное соединение, шарнирно соединенное с двигателем и присоединяющее первый конец шарнирного звена, второе шарнирное соединение, соединяющее второй конец шарнирного звена и первый конец звена рычага поршня, третье шарнирное соединение, соединяющее линейный исполнительный элемент и первый конец силового звена, и четвертое шарнирное соединение, соединяющее второй конец силового звена и некоторое место на звене рычага поршня. Направляющий элемент выполнен с возможностью перемещения в криволинейной направляющей, образованной в двигателе и соединенной с шарнирным трехзвенником, причем направляющий элемент перемещается под дугообразной траектории, когда первая часть поршня совершает линейное перемещение в продольном направлении в цилиндре. Исполнительный элемент содержит электромеханический исполнительный элемент, выполненный с возможностью работать независимо от вала двигателя. Электронный блок управления двигателя используется для управления электромеханическим исполнительным элементом.Or the device comprises a hinged three link, including a link of the piston arm, a hinge link and a power link. The position of the articulated three-link is determined by the first articulated joint pivotally connected to the engine and connecting the first end of the articulated link, the second articulated joint connecting the second end of the articulated link and the first end of the piston arm link, the third articulated joint connecting the linear actuator and the first end of the power link, and the fourth swivel connecting the second end of the power link and some place on the link of the piston lever. The guide element is movable in a curved guide formed in the engine and connected to the articulated three-link, and the guide element moves under an arcuate path when the first part of the piston performs linear movement in the longitudinal direction in the cylinder. The actuator comprises an electromechanical actuator configured to operate independently of the motor shaft. The electronic engine control unit is used to control the electromechanical actuator.

Способ работы поршневого двигателя внутреннего сгорания с переменным ходом поршня, имеющего вал двигателя и поршень, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в камере цилиндра, имеющей ось, причем каждый поршень имеет первую часть поршня, выполненную с возможностью перемещения совместно со второй частью поршня или отдельно от второй части поршня, чтобы определять ходы поршня для разных тепловых режимов двигателя, способ включает в себя обеспечение устройства, шарнирно соединенного с первой частью поршня в точке копирования, и исполнительного элемента, соединенного с устройством, и работу исполнительного элемента, чтобы управлять перемещением устройства и тем самым определять по существу линейное перемещение точки копирования вдоль оси камеры цилиндра. Способ дополнительно включает в себя работу электромеханического исполнительного элемента. Способ дополнительно включает в себя управление работой исполнительного элемента с помощью электронного блока управления двигателя. Способ дополнительно включает в себя работу исполнительного элемента в по существу линейном направлении. Способ дополнительно включает в себя работу устройства независимо от вала двигателя.The method of operation of a piston internal combustion engine with a variable piston stroke having an engine shaft and a piston made with the possibility of reciprocating movement in the cylinder chamber having an axis, each piston having a first piston part, arranged to move together with the second piston part or separately from the second piston part to determine piston strokes for different thermal conditions of the engine, the method includes providing a device pivotally connected to the first piston part at a point f copying, and an actuator connected to the device, and the operation of the actuator to control the movement of the device and thereby determine the substantially linear movement of the copy point along the axis of the cylinder chamber. The method further includes operating an electromechanical actuator. The method further includes controlling the operation of the actuating element using an electronic engine control unit. The method further includes operating the actuator in a substantially linear direction. The method further includes operating the device independently of the motor shaft.

Способ дополнительно включает в себя обеспечение направляющего элемента, выполненного с возможностью перемещения в криволинейной направляющей, образованной в двигателе и соединенной с устройством в первом месте, имеющем функциональную связь с точкой копирования. Способ дополнительно включает в себя многомерное перемещение направляющего элемента в криволинейной направляющей и, соответственно, перемещение первой части поршня в цилиндре по существу вдоль оси цилиндра. Способ дополнительно включает в себя образование пантографического устройства в устройстве, причем пантографическое устройство образует взаимно-однозначную масштабированную связь между исходной точкой и точкой копирования, приведение в действие линейного исполнительного элемента и перемещение исходной точки на первое линейное расстояние, и перемещение точки копирования на второе линейное расстояние, причем второе линейное расстояние имеет масштабированную величину относительно первого линейного расстояния. Способ дополнительно включает в себя работу пантографического устройства, содержащего шарнирный четырехзвенник, включающий в себя звено рычага поршня, шарнирное звено, силовое звено и звено коромысла.The method further includes providing a guide member configured to move in a curved guide formed in the engine and connected to the device in a first place that is operatively connected to the copy point. The method further includes multi-dimensional movement of the guide element in the curved guide and, accordingly, the movement of the first part of the piston in the cylinder essentially along the axis of the cylinder. The method further includes forming a pantographic device in the device, the pantographic device forming a one-to-one scaled connection between the starting point and the copy point, actuating the linear actuator and moving the starting point by the first linear distance, and moving the copy point by the second linear distance wherein the second linear distance has a scaled value with respect to the first linear distance. The method further includes operating a pantographic device comprising a four-link articulated link including a piston arm link, an articulated link, a power link and a rocker arm.

Предпочтительно, раскрытые здесь варианты воплощения предлагают управляющее и направляющее устройство, в котором перемещение внутренней части поршня направляется на внутреннем торце камеры с помощью головки поршня, которая скользит вдоль стенки цилиндра, и на наружном конце штока поршня с помощью направляющего устройства, чтобы обеспечить перемещение по существу вдоль оси цилиндра. Благодаря направляющему устройству, и в частности направляющему элементу, который выполнен с возможностью перемещения внутри и вдоль оси направляющего канала, внутренняя часть поршня может перемещаться вверх и вниз по существу без бокового перемещения штока поршня и по существу с небольшим боковым давлением на шток поршня от звена рычага поршня. Соответственно, напряжения и износ внутренней части поршня и на стенке цилиндра, вызываемые боковыми перемещениями поршня, могут быть уменьшены. Направляющее устройство также может уменьшить трение при скольжении и «биение» внутренней части поршня относительно стенки цилиндра.Preferably, the embodiments disclosed herein provide a control and guide device in which the movement of the inner part of the piston is guided at the inner end of the chamber by means of a piston head that slides along the cylinder wall and at the outer end of the piston rod by means of a guiding device to allow substantially along the axis of the cylinder. Thanks to the guide device, and in particular the guide element, which is arranged to move inside and along the axis of the guide channel, the inner part of the piston can be moved up and down essentially without lateral movement of the piston rod and with substantially little lateral pressure on the piston rod from the lever link piston. Accordingly, stresses and wear on the inside of the piston and on the cylinder wall caused by lateral movements of the piston can be reduced. The guiding device can also reduce sliding friction and “runout” of the inside of the piston relative to the cylinder wall.

Кроме того, четырехзвенный рычажный механизм требует относительно небольшое пространство (как показано на фиг. 2) внутри самого двигателя. Далее, шарнирный четырехзвенник, действующий как пантографический механизм, способен обеспечить перемещение штока поршня и внутренней части поршня на величину, которая гораздо больше, чем требуется для перемещения направляющего элемента внутри направляющего канала.In addition, the four-link linkage mechanism requires a relatively small space (as shown in FIG. 2) inside the engine itself. Further, the articulated four link, acting as a pantographic mechanism, is able to provide movement of the piston rod and the inner part of the piston by an amount that is much greater than that required to move the guide element inside the guide channel.

Используемые в этом описании термины «один вариант воплощения», «вариант воплощения» или «некоторые варианты воплощения» означают, что частный признак, структура или характеристика, описанные вместе с вариантом воплощения, включены по меньшей мере в один вариант воплощения настоящего изобретения. Поэтому фразы «в одном варианте воплощения», «в варианте воплощения» или «в некоторых вариантах воплощения» в различных местах этого описания не обязательно все относятся к одному и тому же варианту воплощения, хотя и могут. Кроме того, частные признаки, структуры или характеристики могут комбинироваться любым подходящим образом, что будет понятно специалистам в этой области техники из этого описания, в одном или более вариантах воплощения.As used herein, the terms “one embodiment,” “an embodiment,” or “certain embodiments” mean that a particular feature, structure, or characteristic described with the embodiment is included in at least one embodiment of the present invention. Therefore, the phrases “in one embodiment”, “in an embodiment” or “in some embodiments” at various places in this description are not necessarily all referring to the same embodiment, although they may. In addition, particular features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner, as will be understood by those skilled in the art from this description, in one or more embodiments.

В описании и в формуле изобретения, любой из терминов «содержащий» или «содержит» являются неограничивающими терминами, которые означают включение в состав по меньшей мере следующих далее элементов/признаков, но не исключают других. Поэтому термины «содержащий» или «содержит», используемые в формуле изобретения, не должны пониматься в качестве ограничивающих средствами или элементами, или этапами, перечисленными далее. Любой из используемых здесь терминов «включающий в себя» или «включает в себя» также являются неограничивающими терминами, которые также означают включение в состав по меньшей мере следующих далее элементов/признаков, но не исключают других. Соответственно, термин «включает в себя» является синонимом термина «содержит».In the description and in the claims, any of the terms “comprising” or “comprises” are non-limiting terms that mean including at least the following elements / features, but do not exclude others. Therefore, the terms “comprising” or “comprises” used in the claims are not to be construed as limiting by the means or elements, or the steps listed below. Any of the terms “including” or “includes” as used herein are also non-limiting terms, which also mean the inclusion of at least the following elements / features, but do not exclude others. Accordingly, the term “includes” is synonymous with the term “comprises”.

Необходимо понимать, что термин «соединен» или «соединенный», используемый в формуле изобретения, не должен пониматься в качестве ограничивающего только непосредственным соединением. Термин «соединен» или «соединенный» может означать, что два или более элементов находятся в прямом физическом контакте друг с другом, или что два или более элементов не находятся в прямом контакте друг с другом, но при этом работают совместно или взаимодействуют друг с другом.You must understand that the term "connected" or "connected" used in the claims, should not be construed as limiting only the direct connection. The term “connected” or “connected” can mean that two or more elements are in direct physical contact with each other, or that two or more elements are not in direct contact with each other, but at the same time work together or interact with each other .

Хотя здесь были описаны один или более вариантов воплощения настоящего изобретения, специалистам в этой области техники понятно, что возможны множество вариантов воплощения, принимающие различные специфические формы, и соответствующие изменения и замены, не выходя за пределы сущности и объема настоящего изобретения. Описанные варианты воплощения иллюстрируют объем изобретения, изложенный в формуле изобретения, но не ограничивают его.Although one or more embodiments of the present invention have been described herein, it will be understood by those skilled in the art that there are many possible embodiments that take various specific forms and corresponding changes and substitutions without departing from the spirit and scope of the present invention. The described embodiments illustrate the scope of the invention set forth in the claims, but do not limit it.

Claims

1. The piston internal combustion engine with a variable stroke, having an engine shaft and a piston made with the possibility of reciprocating movement in the cylinder chamber having an axis, each piston having a first piston part, arranged to move together with the second piston part or separately from the second part of the piston to determine piston strokes for different thermal conditions of the engine, comprising:

a device connected to the engine at the attachment point and pivotally connected to the first part of the piston at the copy point; and

an actuator connected to said device

moreover, the actuating element is configured to control the movement of the device, providing essentially linear movement of the copy point along the axis of the cylinder chamber.

2. The engine of claim 1, wherein the actuator comprises a linear actuator.

3. The engine according to claim 1, in which the device comprises a hinged four-link, including a link of the piston lever, a hinge link, a power link and a rocker arm.

4. The engine according to claim 3, in which the position of the articulated four link is determined:

a first articulated joint pivotally connected to the engine and connecting the first end of the articulated link and the first end of the rocker arm;

a second articulation connecting the second end of the articulated link and the first end of the piston arm link;

a third hinge connecting the second end of the beam link and the first end of the power link; and

the fourth swivel connecting the second end of the power link and some place on the link of the piston lever.

5. The engine according to claim 3, in which the articulated four link forms a parallelogram forming a pantograph, and the connection between the actuating element and the link is located along the line formed between the copy point and the attachment point.

6. The engine according to claim 1, in which the device comprises a hinged three-link, including a link of the piston lever, a hinge link and a power link.

7. The engine according to claim 6, in which the position of the articulated three link is determined:

a first articulated joint pivotally connected to the engine and connecting the first end of the articulated link;

a third swivel connecting the linear actuator and the first end of the power link; and

8. The engine according to claim 6, which further comprises a guide element configured to move in a curved guide formed in the engine and connected to the articulated three-link, and the movement of the guide element is determined by an arcuate path, and the movement of the copy point is essentially linear.

9. The engine of claim 1, wherein the actuator comprises an electromechanical actuator configured to operate independently of the motor shaft.

10. The engine according to claim 9, which further comprises an electronic engine control unit for controlling the operation of the electromechanical actuator.

11. The method of operation of a piston internal combustion engine with a variable piston stroke having an engine shaft and a piston made with the possibility of reciprocating movement in the cylinder chamber having an axis, wherein each piston has a first piston part arranged to move together with the second piston part or separately from the second part of the piston, to determine the piston strokes for different thermal conditions of the engine, in which:

provide a device connected to the engine at the attachment point and pivotally connected to the first part of the piston at the copy point, and an actuator connected to the device; and

provide the operation of the actuator to control the movement of the device and to ensure a substantially linear movement of the copy point along the axis of the cylinder chamber.

12. The method according to p. 11, in which additionally provide the operation of an electromechanical actuator.

13. The method according to p. 11, in which further control the operation of the actuating element using an electronic engine control unit.

14. The method of claim 11, further comprising operating the actuator in a substantially linear direction.

15. The method according to p. 11, in which additionally ensure the operation of the device regardless of the motor shaft.

16. The method according to p. 11, in which additionally use a guide element made with the possibility of movement in a curved guide formed in the engine and connected to the device in the first place, having a functional connection with the copy point.

17. The method according to p. 16, in which additionally:

provide multidimensional movement of the guide element in a curved guide; and correspondingly

provide essentially linear movement of the copy point along the axis of the cylinder chamber.

18. The method according to p. 11, in which additionally:

form a pantographic device in the specified device, and the pantographic device forms a one-to-one scaled connection between the source point and the copy point;

provide the linear actuator and move the starting point to the first linear distance, and move the copy point to the second linear distance, and the second linear distance has a scaled value relative to the first linear distance.

19. The method according to p. 18, which further provides the operation of the pantographic device containing a hinged four link, including a link of the piston arm, a hinge link, a power link and a rocker arm.